蒸发器的结构与设计
主冷凝蒸发器内部结构
主冷凝蒸发器内部结构主冷凝蒸发器是一种用于冷凝蒸发过程的设备，它主要由壳体、蒸发管束、冷凝管束、分离器、进出口管道和支撑件等组成。
下面将对主冷凝蒸发器的内部结构进行详细介绍。
1. 壳体：主冷凝蒸发器的壳体是整个设备的外壳，它通常由高强度的金属材料制成，例如不锈钢或碳钢。
壳体内部是一个密闭的空间，用于容纳蒸发管束和冷凝管束等组件。
2. 蒸发管束：蒸发管束是主冷凝蒸发器的核心部件之一，它由许多平行排列的蒸发管组成。
这些蒸发管通常是由高导热性的金属材料制成，例如铜或铝。
蒸发管的内壁表面通常有螺旋或鳍片等结构，以增加传热面积，提高传热效率。
热源通过蒸发管内流动，使工质在管内蒸发，从而吸收热量。
3. 冷凝管束：冷凝管束是主冷凝蒸发器的另一个核心部件，它与蒸发管束相对应。
冷凝管束通常也由许多平行排列的冷凝管组成，冷凝管的材料和结构与蒸发管类似。
冷凝管的作用是将蒸发过程中吸收的热量释放出来，使工质在管内冷凝为液体。
4. 分离器：分离器位于主冷凝蒸发器的顶部，用于将蒸发过程中产生的蒸汽和液体分离。
分离器通常由多个平行的分离板或分离层组成，蒸汽从上方通过分离器离开，而液体则通过下方的出口排出。
分离器的设计使得蒸汽和液体能够有效分离，从而提高主冷凝蒸发器的工作效率。
5. 进出口管道：主冷凝蒸发器通常有两个管道，一个用于进入工质的供液管道，另一个用于排出蒸汽的排气管道。
进出口管道通常连接到壳体的一侧，通过管道与蒸发管束和冷凝管束相连。
6. 支撑件：支撑件用于支撑和固定主冷凝蒸发器的各个组件，保证设备的稳定性和安全性。
支撑件通常由金属材料制成，结构坚固可靠。
以上是主冷凝蒸发器的主要内部结构。
其工作原理是通过蒸发管束和冷凝管束之间的热量传递，使工质在蒸发过程中吸收热量，然后在冷凝过程中释放热量。
主冷凝蒸发器在化工、制药、食品等行业中被广泛应用，能够有效提高能源利用率和生产效率。
蒸发器的设计计算
蒸发器的设计计算蒸发器设计计算已知条件：工质为R22，制冷量为3kW，蒸发温度为7℃。
进口空气的干球温度为21℃，湿球温度为15.5℃，相对湿度为56.34%；出口空气的干球温度为13℃，湿球温度为11.1℃，相对湿度为80%。
当地大气压力为Pa。
1.蒸发器结构参数选择选择φ10mm×0.7mm紫铜管，厚度为0.2mm的铝套片作为翅片，肋片间距为2.5mm，管排方式采用正三角排列，垂直于气流方向的管间距为25mm，沿气流方向的管排数为4，迎面风速为3m/s。
2.计算几何参数翅片为平直套片，考虑套片后的管外径为10.4mm，沿气流方向的管间距为21.65mm，沿气流方向套片的长度为86.6mm。
设计结果为每米管长翅片表面积为0.3651m²/m。
每米管长翅片间管子表面积为0.03m²/m。
每米管长总外表面积为0.3951m²/m。
每米管长管内面积为0.027m²/m。
每米管长的外表面积为0.m²/m。
肋化系数为14.63.3.计算空气侧的干表面传热系数1）空气的物性空气的平均温度为17℃。
空气在下17℃时的物性参数为：密度为1.215kg/m³，比热容为1005kJ/(kg·K)。
2）空气侧传热系数根据空气侧传热系数的计算公式，计算得到空气侧的干表面传热系数为12.5W/(m²·K)。
根据给定的数据，蒸发器的尺寸为252.5mm×1mm×10.4mm。
空气在最窄截面处的流速为5.58m/s，干表面传热系数可以用小型制冷装置设计指导式(4-8)计算得到，计算结果为68.2W/m2·K。
在确定空气在蒸发器内的变化过程时，根据进出口温度和焓湿图，可以得到空气的进出口状态点1和点2的参数，连接这两个点并延长与饱和气线相交的点w的参数为hw25kJ/kg。
dw6.6g/kg。
tw8℃。
二十二种蒸发、结晶设备结构及工作原理图解
二十二种蒸发、结晶设备结构及工作原理图解一、中央循环管式蒸发器中央循环管式蒸发器的结构其加热室由一垂直的加热管束（沸腾管束）构成，在管束中央有一根直径较大的管子，称为中央循环管，其截面积一般为加热管束总截面积的40~100%。
当加热介质通入管间加热时，由于加热管内单位体积液体的受热面积大于中央循环管内液体的受热面积，因此加热管内液体的相对密度小，从而造成加热管与中央循环管内液体之间的密度差，这种密度差使得溶液自中央循环管下降，再由加热管上升的自然循环流动。
溶液的循环速度取决于溶液产生的密度差以及管的长度，其密度差越大，管子越长，溶液的循环速度越大。
但这类蒸发器由于受总高度限制，加热管长度较短，一般为1~2m，直径为25~75mm，长径比为20~40。
性能特点：中央循环管蒸发器具有结构紧凑、制造方便、操作可靠等优点，故在工业上的应用十分广泛，有所谓“标准蒸发器”之称。
但实际上，由于结构上的限制，其循环速度较低（一般在0.5m/s以下）；而且由于溶液在加热管内不断循环，使其浓度始终接近完成液的浓度，因而溶液的沸点高、有效温度差减小。
此外，设备的清洗和检修也不够方便。
二、外热式蒸发器外热式蒸发器的结构特点是加热室与分离室分开，这样不仅便于清洗与更换，而且可以降低蒸发器的总高度。
因其加热管较长（管长与管径之比为50~100），同时由于循环管内的溶液不被加热，故溶液的循环速度大，可达1.5m/s。
三、升膜蒸发器升膜式蒸发器的加热室由一根或数根垂直长管组成，通常加热管直径为25~50mm，管长与管径之比为100~150。
原料液经预热后由蒸发器的底部进入，加热蒸汽在管外冷凝。
当溶液受热沸腾后迅速汽化，所生成的二次蒸汽在管内高速上升，带动液体沿管内壁成膜状向上流动，上升的液膜因受热而继续蒸发。
故溶液自蒸发器底部上升至顶部的过程中逐渐被蒸浓，浓溶液进入分离室与二次蒸汽分离后由分离器底部排出。
常压下加热管出口处的二次蒸汽速度不应小于10m/s，一般为20~50m/s，减压操作时，有时可达100~160m/s或更高。
几种蒸发器的结构及工作原理
几种蒸发器的结构及工作原理蒸发器是一种用于将液态物质转化为蒸气态的装置，工作原理是利用热量使液体蒸发，分离出其中的溶质，从而实现液体的浓缩、纯化或提取。
根据结构和工作原理的不同，可以将蒸发器分为多种类型。
1.多效蒸发器：多效蒸发器是利用连续的蒸发、再冷凝来回顺序进行的节能蒸发方式。
其主要由多个效应器组成，每个效应器都是一个独立的蒸发器，通过串联在一起，从而实现了能量的逐级利用。
在多效蒸发器中，高压蒸汽由最后一效应器开始，逐级减压，逐效进行蒸发、冷凝，从而实现了蒸发过程中能量的多次回收利用，大大提高了能量利用率。
2.换热管蒸发器：换热管蒸发器是一种高效率的传热器，其主要由一组呈U型排列的换热管组成。
其中一端接受加热介质，另一端连接需要蒸发的液体。
加热介质在管内蒸发，释放的热量通过换热管传递给液体，使其蒸发。
换热管的U型设计可以大大增加了管内的传热面积，提高传热效率。
3.扇式蒸发器：扇式蒸发器是一种利用气体流动进行蒸发的装置。
其基本结构是一个笔直的管道，其内壁覆盖有形成扇状的薄片或网格状物体。
当高速气体通过管道时，在薄片或网格的作用下，气体的流动转化为薄膜流动，从而实现了大面积的液体暴露在气体中，促使液体发生蒸发的效果。
4.闪蒸器：闪蒸器是一种常用于液体分离和浓缩的蒸发器。
其主要工作原理是，在蒸发室中，液体通过闪蒸器进入低压蒸发环境，瞬间减压，液体中的易挥发物质瞬间蒸发为气体，与空气在闪蒸室中进行混合，之后通过冷凝器进行冷凝，最后获得目标物质的纯化。
5.露点蒸发器：露点蒸发器是一种利用物料与加热介质间的露点温差进行蒸发的装置。
一般由加热介质侧对流通道、物料侧对流通道组成。
加热介质在内侧对流通道中加热并蒸发满足露点条件的物料，物料中的挥发物质逸出，而由于外侧对流通道温度低于露点，液态物料不会发生蒸发。
这样通过露点温差可以实现挥发物质的高效分离。
总之，不同类型的蒸发器在结构和工作原理上都有所区别，但其基本原理都是利用加热使液体蒸发，分离其中的溶质。
蒸发器的组成结构及原理
蒸发器的组成结构及原理
蒸发器是一种用于将液体转变为气体的设备，它通常由以下几部分组成：
1. 加热元件：用于将液体加热至其沸点以上的温度，使其蒸发。
常见的加热元件有电加热管、火炉等。
2. 蒸发室：液体通过管道进入蒸发室，在加热的作用下蒸发成气体。
蒸发室通常是一个密封的容器，确保液体不会外泄。
3. 冷凝器：将蒸发室内的气体冷却并转变为液体。
冷凝器通常是一个金属管，外部通以冷却介质（如水）来降低气体温度。
当气体冷却到其饱和温度以下时，发生冷凝。
4. 排气系统：用于将已冷凝的液体排出蒸发器，并保持室内压力平衡。
排气系统通常由排气管和阀门组成。
蒸发器的工作原理基于液体的蒸发和气体的冷凝。
液体经过加热后蒸发，产生的气体由蒸发室排出。
随后，气体进入冷凝器被冷却并转变为液体，最终由排气系统排出。
整个过程中，蒸发器需要提供足够的热量将液体加热至沸点以上，同时通过冷凝器将产生的气体重新转变为液体。
蒸发器的设计
三、设计实例
参见课本P250 例9-3 参见课本
冷却液体型干式蒸发器
冷却空气型干式蒸发器
2、再循环式蒸发器 、 液体所占体积约为管内总容积的50% 液体所占体积约为管内总容积的
3、满液式蒸发器 、
特点:制冷剂在管外流动 载冷 特点 制冷剂在管外流动,载冷 制冷剂在管外流动 剂在管内. 剂在管内
二、蒸发器的设计方法 以干式管壳式蒸发器的设计方法为例， 以干式管壳式蒸发器的设计方法为例， 掌握蒸发器的主要设计思想； 掌握蒸发器的主要设计思想；
蒸发器的设计
盛伟
主要内容： 主要内容： 一、常见蒸发器的结构形式； 常见蒸发器的结构形式； 二、蒸发器的设计方法； 蒸发器的设计方法； 三、设计实例； 设计实例；
一、常见蒸发器的结构形式
1、干式蒸发器； 、干式蒸发器； 2、再循环式蒸发器； 、再循环式蒸发器； 3、满液式蒸发器； 、满液式蒸发器；
1、干式蒸发器 、
制冷剂在管内一次完全气化 的蒸发器,称为干式蒸发器 称为干式蒸发器; 的蒸发器 称为干式蒸发器
在正常运转情况下,干式蒸发 在正常运转情况下 干式蒸发 器中的液体容积约为管内容积的 15%~20%, 一般制冷剂在管内,载冷剂在 一般制冷剂在管内 载冷剂在 管外. 管外 包括冷却液体型和冷却空气 型干式蒸发器. 型干式蒸发器
干式蒸发器的设计方法： 干பைடு நூலகம்蒸发器的设计方法：
干式蒸发器的设计主要考虑以下几个问题： 干式蒸发器的设计主要考虑以下几个问题： （1）给定条件： ）给定条件： （2）设计时主要参数的选择： ）设计时主要参数的选择： （3）制冷剂的流动阻力计算： ）制冷剂的流动阻力计算： （4）热流密度的计算： ）热流密度的计算：
蒸发器结构及原理
蒸发器结构及原理蒸发器是一种用于将液体转化为蒸汽的设备，其结构和工作原理主要包括加热表面、液体进料和蒸汽出口三个方面。
蒸发器的基本结构包括蒸发室和加热表面。
蒸发室是一个封闭的容器，用于容纳液体和蒸汽。
加热表面则位于蒸发室底部，用于将液体加热并转化为蒸汽。
加热表面通常由一系列管道或板组成，其形状和材料可以根据具体的应用需求进行设计。
液体进料是将待蒸发的液体输入到蒸发室的过程。
在蒸发器中，液体通常通过进料管道进入蒸发室，并通过一个或多个喷嘴将液体均匀地分布在加热表面上。
这有助于提高蒸发效率，并避免局部过热或结垢的问题。
蒸汽出口是指蒸发室中蒸汽排出的通道。
通常，蒸汽会通过蒸汽出口进入蒸汽收集系统，然后被输送到其他设备进行进一步的处理或利用。
蒸汽出口通常位于蒸发室的顶部，以利于蒸汽的顺利排出。
蒸发器的工作原理是利用加热表面与液体接触时的热传导和质量传递来完成液体向蒸汽的转化。
当液体进入蒸发室后，接触到加热表面的部分液体会被加热并转化为蒸汽。
这是由于加热表面的高温使得液体分子获得足够的能量以克服液体表面张力，从而从液体相转变为气体相。
在蒸发的过程中，液体从进料喷嘴均匀喷洒到加热表面上，形成一层薄膜。
薄膜与加热表面接触后，液体会迅速吸收加热表面的热量，从而增加液体内部的温度。
当液体温度达到饱和温度时，薄膜上的部分液体会转化为蒸汽。
转化为蒸汽的液体会沿着加热表面向上升腾，并逐渐聚集在蒸汽腔室中。
然后，蒸汽通过蒸汽出口排出蒸发室。
同时，剩余的液体会继续下降至加热表面上，循环进行蒸发过程。
蒸发器的性能主要与结构及工作参数有关。
蒸发器的结构设计需要考虑加热表面的大小和形状，以及进料和出口的位置和尺寸。
蒸发器的工作参数包括进料速率、蒸发温度和压力，以及蒸汽出口流量等。
蒸发器在各行各业中广泛应用，如化工、食品、制药和能源等领域。
通过有效地利用加热表面的热传导和质量传递，蒸发器能够将液体快速转化为蒸汽，实现液体的浓缩和分离，从而满足不同工艺过程的需求。
蒸发器的设计
蒸发器主体为加热室和分离室，蒸发器的主要结构尺寸包括：加热室和分离室的直径及高度；加热管的规格、长度及在花板上的排列方式、连接管的尺寸。
这些尺寸的确定取决于工艺计算结果，主要是传热面积。
3.1加热管的选择和管数的初步估计3.1.1管子长度的选择根据溶液结垢的难易程度、溶液的起泡性和厂房的高度等因素来考虑。
本次设计选用外循环式蒸发器，国产外循环式蒸发器蒸发器的管长一般从2560到3000mm不等，具体参考《糖汁加热与蒸发》[1]第139页表6-1，再根据糖汁的黏度情况，选择加热管以及板管型号如下表3-1所示：表3-1加热选择参数因加热管固定在管板上，管板选择考虑到管板厚所占有的传热面积，以及因焊接所需要每端留出的剩余长度，则计算理论管子数n时的管长实际可以按以下公式计算：L=（L0-0.1）m=3-0.1=2.9 m前面已经计算求得各效面积A取500m2n= = =1307加热管的排布方式按正三角形排列，查《常用化工单元设备设计》[3]第163页表4-6，知道当管数为1303时，排布为a=19层，1307与1303相差不大，在这可以取19层进行计算。
其中排列在六角形内管数为 =1027根，其余排列在弓形面积内，如果按标准间距即管间距离54mm排列，则有四根管排不下，四根管的总面积为：A3=3.1415926×0.042×2.9×3=1.53 m2鉴于前面已经取1.11的安全系数，如果现在取1303根管，则总面积为：=500-1.53=498.47 安全系数为 K= =1.108在安全系数范围内，所以可以不要三根管，取1303根。
3.1.2加热壳体的直径计算D=t(b-1)+2eD-----壳体直径，m；t------管间距，m；b-----沿直径方向排列的管子数目；,在此取 e-----外层管的中心到壳体内壁的距离，一般取e=(1.0～1.5)d1.5。
b =2a-1=2×19-1=37D=0.054×(37-1)+2×1.5×0.042＝2.07m参考《糖厂技术准备第三册》[6]第198页表9-2,本次设计常用标准形式的外循环式蒸发器,型号为TWX-550,有关参数如下表所示取标准的壳体直径为2400mm，具体参数如下表3-2-1，3-2-2所示：表3-2-1外循环管蒸发器有关技术参数表3-2-2 管蒸发器有关技术参数3.3 分离室直径与高度的校核分离室的直径取决于分离室的体积，而分离室体积又与二次蒸汽的体积流量及蒸发体积强度有关。
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蒸发器的结构和设计
[姓名]
[学号]
[班级]
1| 蒸发器的结构
蒸发器主要由加热室及分离室组成。
按加热室的结构和操作时溶液的流动情况，可将工业中常用间接加热蒸发器分为循环型(非膜式)和单程型(膜式)两大类。
一、循环型(非膜式)蒸发器
这类蒸发器的特点是溶液在蒸发器内作连续的循环运动，以提高传热效果、缓和溶液结垢情况。
由于引起循环运动的原因不同，可分为自然循环和强制循环两种类型。
前者是由于溶液在加热室不同位置上的受热程度不同，产生了密度差而引起的循环运动；后者是依靠外加动力迫使溶液沿一个方向作循环流动。
(一)中央循环管式(或标准式)蒸发器。
（2）悬筐式蒸发器
二、膜式(单程型)蒸发器
上述各种蒸发器的主要缺点是加热室内滞料量大，致使物料在高温下停留时间长，特别不适于处理热敏性物料。
在膜式蒸发器内，溶液只通过加热室一次即可浓缩到需要的浓度，停留时间仅为数秒或十余秒钟。
操作过程中溶液沿加热管壁呈传热一) 升膜蒸发器
（一) 升膜蒸发器
升膜蒸发器的结构如图所示，加热室由单根或多根垂直管组成，加热管长径之比为100～150，管径在25～50mm之间。
原料液经预热达到沸点或接近沸点后，由加热室底部引入管内，为高速上升的二次蒸汽带动，沿壁面边呈膜状流动、边进行蒸发，在加热室顶部可达到所需的浓度，完成液由分离器底部排出。
二次蒸汽在加热管内的速度不应小于l0m／s，一般为20～50m／s，减压下可高达100～160m／s或更高。
(二) 降膜蒸发器
若蒸发浓度或粘度较大的溶液，可采用降膜蒸发器，它的加热室与升膜蒸发器类似。
原料液由加热室顶部加入，经管端的液体分布器均匀地流人加热管内，在溶液本身的重力作用下，溶液沿管内壁呈膜状下流，并进行蒸发。
为了使溶液能在壁上均匀布膜，且防止二次蒸汽由加热管顶端直接窜出，加热管顶部必须设置加工良好的液体分布器。